摘要：[目的]水下结构物优化设计领域面临着仿真耗时优化的难题。针对目标不耗时、约束耗时这类优化问题,开展多精度数据来源情况下的约束序贯代理模型优化方法研究。[方法]提出一种基于置信区间的约束多精度序贯Co-Kriging代理模型优化方法(MF-SCU-CI),建立能综合评估代理模型不确定性水平、高/低精度模型相关程度以及成本系数的Co-H函数,用于指导序贯优化过程。然后,通过3个典型的数值测试函数和纵横加筋圆锥壳结构振动优化工程案例进行应用研究。[结果]结果表明,所提出的MF-SCUCI方法较基于置信区间的约束单精度序贯代理模型优化方法(SCU-CI)具有更优的可行性比率,且优化求解效率更高,能够进一步减少耗时的仿真次数。[结论]该方法适用性好,具有良好的工程应用前景。

摘要：[目的]针对多艘欠驱动水面无人艇组成的集群系统控制问题,研究虚拟结构法的控制策略。[方法]首先,将集群控制问题转化成无人艇与虚拟结构之间位姿跟踪误差的镇定问题,通过改变虚拟结构的几何形状,实现集群的队形变换。然后,将集群控制器的设计分为运动学和动力学2个部分,充分考虑不确定干扰,设计欠驱动水面无人艇集群的自适应反步滑模控制器,基于李雅普诺夫理论证明闭环系统的稳定性。最后,采取直、曲线航迹航行,开展集群队形变换等仿真试验。[结果]仿真结果表明,无人艇集群的协同运作效果显著,队形变换流畅,且能够自适应应对各种不确定干扰。[结论]集群系统展现出较强的鲁棒性与灵活性,可为后续实艇试验奠定理论基础。

摘要：基于控制力矩陀螺群(CMGs)的水下航行器具有低速或零速机动的能力。采用基于分布式CMGs的水下航行器方案,并研究其水平面的轨迹跟踪控制问题。通过全局微分同胚变换将非完全对称的动力学模型解耦成标准欠驱动控制模型,并根据简化的模型构建其轨迹跟踪的误差动力学模型,将轨迹跟踪控制问题转化为误差模型镇定问题。基于一种分流神经元模型和反步法设计了系统的轨迹跟踪控制律,该控制器不需要对任何虚拟控制输入进行求导计算,且能确保跟踪误差的最终一致有界性。仿真结果表明该控制器能够实现在不依赖动力学参数先验知识的情况下对光滑轨迹的有效跟踪。